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绿色叶片是植物制造光合产物的重要器官，鉴定叶色突变相关基因对于分子遗传学和光合生理等研究具有重要意义。本实验室前期从甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理晋豆23种子的M2分离群体中筛选到1个叶片变黄、根瘤数减少的叶色突变体lcm(leafcolor mutant)，本文对该突变体基因GmLCM进行图位克隆及功能研究，主要结果如下: 1、lcm叶片的叶绿素a、b含量和总含量较野生型(wild type，WT)分别降低22.6％、61.7％和41.1％，其中b含量降幅最大;而且lcm的净光合速率和光系统Ⅱ的最大光化学效率也明显低于WT，其平均单株根瘤数比WT减少了50.7％。 2、遗传分析表明，lcm叶色突变表型受单隐性核基因控制。利用lcm与栽培大豆品种Williams82杂交得到的3200株F2代作图群体，将叶色突变基因GmLCM定位于大豆第20号染色体的28 kb狭小区间，两侧标记为S3和S7-3，该区间存在3个完整的开放阅读框ORF，测序只发现其中1个ORF的CDS区存在1个单碱基突变(C→A)，导致1个氨基酸改变(Ala→Glu)。该基因编码1个含有RNA识别结构域的未知功能蛋白。从WT中扩增GmLCM的基因组片段，构建互补表达载体，通过遗传转化实验在一定程度上能够互补lcm的叶色突变表型。 3、GmLCM基因呈现组成型表达模式，在不同大豆组织均有表达，以三出复叶的表达量最高。亚细胞定位分析表明GmLCM蛋白定位于细胞的叶绿体中。对叶绿体超薄切片进行透射电镜观察发现，lcm叶绿体的垛叠结构基粒数目明显减少。RNA-seq结果表明，lcm中存在大量上调或下调表达的细胞核基因，并且显著富集了参与叶绿素及黄酮类物质合成的相关基因。荧光定量PCR结果显示，lcm的突变能够促使编码具有脱植基叶绿素a加氧酶CAO活性的基因表达量升高，却抑制了根瘤早期发育相关基因ENOD40a及NIN的表达。 4、首次发现大豆lcm突变体的质体中有多个RNA编辑位点的编辑效率发生显著改变。在大豆叶片质体中共发现45个RNA编辑位点分布于23个转录本，其中lcm叶片中ndhB-737、ndhD-674、rpoB-5513个位点的编辑效率几乎丧失;而在大豆根瘤中共发现33个编辑位点分布于21个转录本。进一步分析发现，lcm突变通过位点特异性方式影响RNA编辑，而编码核糖体和RNA聚合酶亚基两类蛋白的转录本中编辑位点受影响最明显。 5、荧光定量PCR分析表明，lcm叶片中所有被检测的质体基因表达水平明显高于WT，而根瘤中多数转录本的表达丰度降低，这些基因表达水平的改变与编辑位点的受影响程度并非直接关联。 6、突变体lcm叶色和根瘤突变表型的可能分子机制:EMS诱发lcm的GmLCM基因发生点突变，导致未知功能蛋白GmLCM的RNA识别结构域产生单个氨基酸变异，致使叶片质体中多个RNA编辑位点的编辑效率显著降低甚至丧失，可能通过反馈机制调控叶绿素生物合成途径而降低叶绿素含量尤其b含量，进而引起脱植基叶绿素a加氧酶CAO基因表达水平的上调，并使叶绿体的垛叠结构基粒数明显减少，从而导致lcm叶片黄化;也可能通过改变lcm根瘤质体中RNA编辑位点的编辑效率而抑制根瘤早期发育相关基因的表达而影响根瘤的形成。